Corrosión debajo de la aislación (CUI)

Debido a las temperaturas de trabajo y a las imprevistas filtraciones de líquidos desde el exterior, se genera este problema. El mismo tiene solución y en esta nota podrá observar todas las opciones posibles para palearlo.

Caños Corrosión

En las refinerías de petróleo es frecuente encontrar problemas de corrosión, debajo de la aislación, debido a las temperaturas de trabajo y a las imprevistas filtraciones de líquidos desde el exterior a la que están sujetas. A su vez, en las superficies de tuberías y accesorios por debajo de la capa de aislación térmica se produce la corrosión. Este fenómeno, denominado como “corrosión debajo de aislación”, es conocido bajo la sigla CUI (del inglés “Corrosion Under Insulation”). En otro orden de cosas, los agentes corrosivos por excelencia suelen ser: los cloruros y sulfatos disueltos en agua.

Por otra parte, el CUI suele acentuarse a medida que el equipamiento de refinerías envejece, aunque existen técnicas de relativo bajo costo para prevenir y reducir el riesgo de ruptura de cañerías a un grado casi nulo. A su vez, la metalización por proyección , en sus múltiples procesos, ofrece una solución viable desde el punto de vista técnico y económico a los problemas de CUI. Así, estudios de costos recientes han arrojado valores de protección a la corrosión en el orden del 10% del mantenimiento anual de una planta de refinería típica. En otro orden de ideas, el material más utilizado para mantenimiento suelen ser las aleaciones de zinc y aluminio (85%-15% es la más común).

EL CUI SUELE ACENTUARSE A MEDIDA QUE EL EQUIPAMIENTO DE REFINERÍAS ENVEJECE, AUNQUE EXISTEN TÉCNICAS DE RELATIVO BAJO COSTO PARA PREVENIR Y REDUCIR EL RIESGO DE RUPTURA DE CAÑERÍAS A UN 4 GRADO CASI NULO.

¿Por qué Zinc y Aluminio?

• Su electronegatividad los sitúa en el fondo de la serie galvánica, es decir que en contacto conductivo con otros metales menos electronegativos (p ej. los aceros utilizados en tuberías) se obtiene la llamada protección catódica, actuando la capa tanto como barrera física, como por pasar a ser un “ánodo de sacrificio”.

• Bajo punto de fusión y calor específico; ambos metales pueden ser rociados por medio de una fuente de baja energía térmica.

• Su relativo bajo costo les permite competir con los recubrimientos de pintura convencionales. Una capa de 200 micrones de aluminio puro cuesta apenas un 20 % más que una capa de recubrimiento por resinas orgánicas.

metalización por proyección

¿Qué es la metalización por proyección?

El término engloba al conjunto de técnicas que consisten en fundir el material de aporte en forma continua por medio de una fuente de calor para luego proyectar-lo a distancia contra la superficie a tratar.

SISTEMAS DE ARC SPRAY Y DE COMBUSTIÓN: EL MATERIAL DE APORTE VIENE PROVISTO EN FORMA DE ALAMBRE Y ES FUNDIDO POR UNA ANTORCHA MANUAL QUE PERMITE RECORRER LA SUPERFICIE A CUBRIR DE MODO MUY SIMILAR A LOS PROCESOS DE PINTURA MANUAL

Así, se forma una capa de recubrimiento estable por el solapamiento de dichas partículas. Por otra parte, el tipo de fuente de calor utilizado para la fusión del mate-rial de aporte caracteriza a cada proceso.
Hay diversos tipos de fuente de calor utilizados, entre ellos: el plasma, la combustión por alambres y por polvos, una variante de este llamado HVOF (High Velocity Oxygen and Fuel) y el proceso por arco eléctrico, o Arc Spray.
En primera instancia, para aplicar recubrimientos anticorrosivos, suelen utilizarse los sistemas de Arc Spray y de Combustión. En ambos casos, el material de aporte viene provisto en forma de alambre y es fundido por una antorcha manual que permite recorrer la superficie a cubrir de modo muy similar a los procesos de pintura manual, aunque siempre es posible automatizar los movimientos del cabezal de proyección.

Metalización por arco eléctrico (Arc Spray)

En segunda instancia, para la preparación de la superficie previa al metalizado, se requiere un arenado o granallado que extraiga las capas de óxidos y promueva la adherencia de la superficie por medio de la indentación que produce el arena-do, y que permite el anclaje mecánico de las partículas de la primera capa de proyección.

Metalización por arco eléctrico

La diferencia de potencial eléctrico existente, se utiliza entre dos alambres aislados eléctricamente, los cuales avanzan a velocidad constante y regulable produciendo un arco eléctrico en sus extremos, con energía suficiente para la fusión y posterior atomización y aceleración de las partículas. Cabe destacar que la temperatura en la zona de fusión llega hasta los 6.000°C, aunque su entorno es algo más frío que en los sistemas de combustión (2.000°C).
Por otra parte, produce recubrimientos más densos y con mayor adherencia que los procesos de combustión por alambres y polvos. Debido a su alta capacidad de aporte, son ampliamente utilizados para recubrimientos anticorrosivos con zinc, aluminio y aleaciones zinc-aluminio de grandes estructuras.

Metalización por combustión con alambres

En este proceso, el material de aporte es provisto en forma de alambres, introducido a velocidad constante y regulable en el seno de la llama de oxígeno-combustible para luego fundirse por efecto de la misma. Una corriente de aire comprimido atomiza el material fundido y lo proyecta acelerándolo hacia la superficie que se desea recubrir.
Cabe mencionar que en la industria es usual el acetileno como gas combustible, como también el propano. El suministro de aire comprimido debe ser seco y libre de aceite.
En otro orden de cosas, estos equipos son de más bajo costo que los de Arc Spray, aunque tienen un costo operativo mayor debido al costo del gas combustible. La calidad de sus recubrimientos es más que aceptable para los recubrimientos anticorrosivos en cañerías.
A su vez, mediante estas técnicas, estudios de viabilidad técnica han arrojado valores de vida útil de cañerías y accesorios por encima de 25 años de servicio, mucho mayor que los 10 años previstos para la protección por medio de recubrimientos orgánicos, siendo el costo de aplicación apenas un 20% mayor. Esto resulta en un costo de mantenimiento de protección superficial anualizado de apenas un 45% en comparación con las técnicas habituales de recubrimientos orgánicos.
Otra gran ventaja de los procesos de metalización por sobre las técnicas habituales es que sus recubrimientos pueden ser realizados a altas temperaturas, por lo que no es necesario esperar el enfriamiento total de la zona a recubrir.

LA METALIZACIÓN POR PROYECCIÓN, EN SUS MÚLTIPLES PRO-CESOS, OFRECE UNA SOLUCIÓN VIABLE DESDE EL PUNTO DE VISTA TÉCNICO Y ECONÓMICO A LOS PROBLEMAS DE CUI.

Este punto es importante al momento de analizar los costos del lucro cesante por parada de planta. La metalización permite aumentar las temperaturas de operación de las tuberías, llegando a límites de 4802C contra los 175°C que permiten las pinturas convencionales.
Según la CUI Guideline EC WP 13 y WP15, “Corrosión en la Industria de la Refinería”, el parámetro clave que controla la expectativa de vida útil de un sistema aislado es su recubrimiento de protección, y sobre el proceso de metalización por proyección considera que “el recubrimiento más efectivo para la protección a la corrosión para un horizonte de 25 años es la metalización con aluminio (TSA). Cuando se pretenda una vida útil del equipo superior a los 25 años, los recubrimientos de TSA deben ser considerados tanto para la protección preventiva del equipamiento nuevo como para trabajos de mantenimiento de rutina y restauración en zonas dañadas”.

 

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